Editorial Board

시험농약은 감귤더뎅이병 방제에 사용하는 difenoconazole 10% 수화제(푸르겐, ㈜경농)이었으며, 분석에 사용된 표준용액 difenoconazole (1,000 μg/ml)은 Accustandard (New Haven, CT, USA)로부터 구입하여 사용하였다. 증류수는 초순수 제조장치 Zeneer Power II (Seoul, Korea)를 이용하여 18.2 MΩ의 저항값을 갖는 3차 증류수를 사용하였다. 피부노출 측정용 패치(Dermal patch)인 α-cellulose 종이(17CHR, 46 × 57 cm)는 cytiva(Marborough, MA, USA)를 구입하여 사용하였고 알루미늄 종이패치 포켓은 주문 제작하였다. Nitrile 장갑은 SafeTouch (Medicom, Quebec, Canada)를 사용하였다. 또한 호흡노출량 측정에 사용된 개인용 호흡펌프는 GilAir 3RC (Sensidyne, St. Petersburg, FL, USA)를 사용하였고, 유리섬유필터(25 mm)가 장착된 IOM 포집기(225-70A, SKC, USA)를 사용하였다. 마스크는 시중에 판매하고 있는 보건용(KF94)을 사용하였다. 분석용 시료 조제에 사용된 acetonitrile은 HPLC급(Burdick & Jackson, Muskegon, MI, USA)을 사용하였다.

Common name	Difenoconazole
Chemical structure
IUPAC name	3-Chloro-4-[(2RS,4RS;2RS,4SR)-4-methyl-2-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)-1,3-dioxolan-2-yl]phenyl 4-chlorophenyl ether
Molecular weight	406.3
Log Kow	4.36
Vapor pressure	3.32 × 10-5 mPa (25°C) In water 15.0 (mg/L, 20-25°C)
Solubility	In acetone (>500), dichloromethane (>500), ethyl acetate (>500), hexane 3, methanol (>500), octanol 110, toluene (>500) (in g/L, 20-25°C)
Stability	Stable up to 150°C. Hydrolytically stable

시험포장은 제주특별자치도 서귀포시 남원읍 태위로에 위치한 감귤 시설재배지에서 2022년 6월 21일에 수행하였으며, 시험농약은 시험농약은 2,000배 희석하여 동력분무기(THS-150A, Taehwaspray, Korea)와 원격조종분무기(SMH100, KBOBE, Korea)로 1,000 L 살포하였으며(Table 2), 노출량 측정을 위하여 살포 시간을 측정하였다.

농약 살포 시, 작업복, 마스크, 모자 및 nitrile 장갑을 착용하였으며, 작업복은 부위별(가슴, 등, 배, 허리, 상박 좌/우, 하박 좌/우, 허벅지 좌/우, 정강이 좌/우)로 패치를 부착하여 측정하였고, 작업 종료 후 각 분석시료들은 호일을 이용하여 오염이 되지 않도록 지퍼백에 담아 냉동상태로 실험실로 운반하여 -20°C로 보관하였다. 호흡 노출 측정을 위해서 개인용 호흡펌프를 농약 살포 시 허리에 장착하고, 필터는 호흡기에 가깝게 고정시킨 후 펌프를 작동시켜 공기 중 농약을 포집하였다. 포집 유속은 2 L/min으로 보정 후 실험을 수행하였으며, 작업 종료 후 필터는 준비한 코니칼 튜브에 담아 냉동상태로 실험실로 운반하여 -20°C로 보관하였다.

분석시료(패치, 모자, nitrile 장갑 및 유리섬유필터)는 Table 3에 표기된 양의 acetonitrile을 첨가하여 700 rpm에서 60분동안 진탕추출하여 상등액 1ml를 취하여, syringe filter(0.2 μm, PTFE)로 여과하여 분석하였다. 시료 중 difenoconazole의 분석은 GC-MS/MS(TQ8040, Shimadzu, Tokyo, Japan)로 분석하였으며, 기기조건은 Table 4와 같다.

Difenoconazole 표준용액(1,000 μg/ml, in acetonitrile)을 acetonitrile로 단계적으로 희석하여 0.005, 0.01, 0.02, 0.05 및 1.0 μg/ml의 working solution을 조제하였다. 조제한 표준용액을 매질보정(추출 시료/acetonitrile, 1/1, v/v)을 하여 GC-MS/MS에 1 μl씩 주입하여 검량선의 직선성을 확인하였다. 검출한계(limit of detection, LOD)는 크로마토그램상의 signal to noise ratio (S/N)가 3 이상인 농도를 검출한계로 설정하였고, 정량한계(limit of quantitation, LOQ)는 검출한계의 5배 수준 농도로 설정하였다. 또한 분석기기의 재현성 검증을 위하여 LOQ 및 LOQ의 10배의 농도를 6회 반복하여 기기 분석한 후 피크 면적의 평균과 표준편차 및 변이계수를 산출하여 신뢰성을 확보하였다.

시험농약의 회수율 시험은 패치, 마스크, nitrile 장갑 및 유리섬유필터에 대하여 수행하였으며, 각 분석 대상시료에 표준용액을 LOQ, 10xLOQ 및 100xLOQ 수준으로 처리한 후 시료분석 방법과 동일하게 분석하였다.

피부 노출량(μg)은 시료 별 검출농도에 추출 용매량을 곱하여 각 부위별[머리, 가슴,배, 허리, 상박, 하박, 허벅지, 정강이, 얼굴(마스크), 손(장갑)]로 산출하였으며, 패치의 경우 Kim et al. (2011)에서 제시한 외삽을 적용하여 총 부위별 노출량을 산출하였다. 호흡 노출량(μg)의 경우, 실제 사람의 호흡량은 1,270 L/hr이고 실험에 사용한 펌프의 유량은 2 L/min이므로 산출된 노출량에 10.58을 곱하여 산출하였다.

시험농약의 안전한계(Margin of safety, MOS)는 Severn(1984)의 식을 변형(잠재적호흡노출량 삽입)하여 농작업자의 노출 및 호흡 노출량을 바탕으로 실제 피부 노출량(actual dermal exposure, ADE)과 잠재적 호흡 노출량(potential inhalation exposure, PIE)을 산출하고 이를 노출 허용량(acceptable exposure, AE)와 비교하는 방법으로 다음의 식을 이용하여 산출하였다(Kim et al., 2012; Kim et al., 2014; Noh et al., 2017; Cho et al., 2018; Kwon et al., 2018).

(AE: 노출허용량; ADE: 실제 피부 노출량; AF: 흡수계수, PIE: 잠재적 호흡 노출량; SF: 안전계수)

피부와 호흡 노출량을 바탕으로 안전한계를 식(1)과 같이 산출하여 안전한계가 1 이상이면 안전한 것으로, 1 미만이면 안전하지 않은 것으로 판단하여 살포 농약에 대한 농작업자의 안전성을 평가하였다. 또한 LOQ 미만으로 검출된 경우는 1/2 LOQ를 적용하였다. 이는 위해성 평가 시, 값이 없을 경우 평가를 진행할 수 없으므로 정량한계를 낮추거나 정량한계(0.005 mg/L)의 1/2를 적용하여 평가를 실시하였다(Großkopf et al., 2013). 실제 피부 노출량의 경우, 흡수계수를 피부 침투율 10%을 적용하였고(Nachado-Neto, 2001; Kim et al., 2014; Kwon et al., 2018), 잠재적 호흡 노출량은 호흡 노출량의 특성상 호흡기로 직접 노출이 이루어지기 때문에 흡수율 100%를 적용하였다. 또한 노출허용량은 해당농약의 최대무독성량(no observed adverse effect level, NOAEL) 0.16 mg/kg bw/day에 2020년 기준 한국평균남성 몸무게 73.8 kg (KOSIS, 2022)을 적용하여 산출하였으며, 안전계수는 1을 적용하였다.

본 실험에서의 검출한계는 S/N 3.0인 0.001mg/L (1 ng)이었으며, 정량한계는 이의 5배로 0.005 mg/L (5 ng)이었다. MS/MS 분석을 위하여 각 매질별 matrix matched를 진행하여 매질보정표준용액을 분석하여 검량선의 직선성을 확인한 결과, R² > 0.99 이상으로 직선성을 확보하였다. LOQ 및 LOQ의 10배의 표준용액을 6회 반복 기기분석한 후, 농도별 피크 면적의 변이계수는 0.7~3.7%로 분석기기의 재현성은 매우 양호한 것으로 판단되었다(Table 6).

총 4가지의 노출 시료별(패치, 마스크, 장갑 및 유리섬유필터) difenoconazole의 평균 회수율은 Table 7과 같이 평균 85.7~101.9%이었으며, 변이계수도 2.2~4.1%로 노출량 분석을 위한 분석법으로 적합한 것으로 판단되었다.

Difenoconazole 10% 수화제를 살포할 때, 부위별 노출량(μg)은 Table 8과 Fig. 1에 나와 있는 것과 같이 부위별 농도값에 추출용매량을 곱하여 산출하였다. 동력분무기로 살포하였을 때, difenoconazole의 총 노출량은 14,168.6 μg으로 총 살포량 대비 0.028% 수준이었고 분포는 몸통(31.1%), 팔(24.3%), 다리(39%), 얼굴 및 머리(3.5%), 손(2.2%) 순이었다. 원격조종분무기를 이용하여 살포하였을 때, difenoconazole의 총 노출량은 2,108.8 μg으로 총 살포량 대비 0.004% 수준이었고 분포는 다리(35.5%), 몸통(29.9%), 얼굴 및 머리(17.5%), 팔(17%), 손(0.1%) 순이었다. 동력살포기로 살포하였을 때 원격조종분무기로 살포하였을 때보다 노출량이 머리(1.4배), 몸통(7.0배), 팔(9.6배), 다리(7.4배), 손(122.7배) 높았으며, 호흡노출량은 반대로 0.3배로 낮았다. 특히 약제를 살포할 때 직접 분무기를 사용하는 것과 원격조종분무기의 유선조종기를 사용함에 따라 손으로 노출되는 양이 가장 크게 차이가 난 걸로 판단되며, 원격조종분무기를 이용하였을 때 피부노출량이 낮은 이유는 약제 살포를 위하여 감귤나무 사이를 다니지 않기 때문으로 판단된다. 반대로 호흡노출량은 원격조종분무기로 살포하였을 때가 더 높게 측정되었는데, 시설재배라는 특성에 따라 바람에 의한 영향은 미비한 것으로 판단되며, 동력분무기로 살포할 때는 전방을 향해 약제를 살포하고 1구 노즐을 사용하므로 호흡기로 유입되는 농약의 비산이 적은 것으로 판단된다. 그러나 원격조종분무기로 살포할 때는 원격조종이 바닥에 굴러가는 형태이고 6구 노즐이 위쪽으로 향해 있고(Fig. 2) 살포시간이 동력분무기(35분 41초) 및 원격조종분무기(38분 21초)로 더 오랜시간 분무함에 따라, 이에 따른 비산이 동력분무기보다 많아 호흡노출량이 큰 것으로 판단된다.

Fig. 1. 
Dermal and inhalation exposure on body part during application.

Fig. 2. 
Remote-control sprayer.

동력분무기를 이용한 살포와 원격조종분무기를 이용한 살포를 안전한계로 계산을 하였을 때, 각각 8.32와 55.23으로 1보다 크기 때문에 위해성은 적은 것으로 판단할 수 있다. 또한 원격조종분무기를 이용하였을 때 피부노출량이 6.7배가 낮았고, 호흡노출량이 3.2배 높았으며, 안전한계는 6.6배 낮았다. 이러한 비교실험 결과, 일반 동력분무기로 약제를 살포할 때보다 원격조종분무기로 살포하면 농작업자에 대한 안전성이 더욱 높아질 수 있음을 입증할 수 있는 근거가 될 것이다. 본 연구에서 이용한 patch법은 노출량이 다소 과소평가되거나 과대평가가 될 수 있으나 동력분무기와 원격조종분무기에서의 노출량 경향 및 비교를 위한 기본 실험으로 추후 정확한 비교 실험을 위해서 WBD법을 이용하고 포장간 반복수를 늘려 측정하면 보다 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.